一種Bi-Mn合金中原生態微晶定向聚合相分離的方法
2023-10-06 14:39:19
專利名稱：一種Bi-Mn合金中原生態微晶定向聚合相分離的方法
技術領域：
本發明涉及一種B1-Mn合金中原生態微晶定向聚合相分離的方法,為利用電磁場進行特殊材料製備提供了新的工藝方向，屬於合金組織控制研究技術領域。
背景技術：
材料工件在使用的過程中，由於其本身特性的限制並不一定能夠滿足在一些特定環境下的工作，為此常在材料工件表面塗覆一層或多層不同材料的薄膜來達到強化表面或使表面具有特殊功能的目的。然而近年來，隨著科學技術的快速發展，越來越多的先進技術被應用於材料的製備、加工過程當中，其中電磁場因其可以在材料的凝固過程當中產生定向排列的規則組織，改善材料的性質，已得到人們的重視，在材料科學應用中的理論和實驗研究也迅速增多。目前，已在結晶凝固、粉末冶金、電析、燒結、熱處理、塑性加工、懸浮熔煉等方面得到應用，涉及到金屬材料、陶瓷材料、高分子材料等多個領域。其中發現，合金在電磁場下凝固可以出現定向排列規則的組織結構，甚至在外表面發生物質的取向、遷移和聚合現象，形成一層特殊的表面層。為此，針對現有的獲取材料特殊表面層方法的缺陷，如受工藝條件的限制表面層不穩定，價格高昂，工藝複雜等，將電磁場引入到材料結晶凝固過程中，形成一種原生特殊表面層複合材料。
發明內容
針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種在電磁場下促使B1-Mn合金中原生態微晶定向聚合相分離的方法， 其特徵在於在電磁場的作用下利用晶體的磁晶各向異性使合金凝固時相偏聚形成特殊表面層。一種B1-Mn合金中原生態微晶定向聚合相分離的方法，其特徵在於具有以下過程:選取純度為99.0%的金屬Bi和純度為99.5%的金屬Mn，在真空感應加熱爐內熔煉出質量分數6%Mn的B1-Mn合金，並採用線切割的方式截取直徑10mm，長度30mm的小段，表面打磨乾淨後用酒精衝洗吹乾。將B1-6%Mn合金試樣放入加熱爐內，置於IOT磁場環境中加熱到345°C，恆溫30min後，以0.1°C /min的速度冷卻到完全凝固；將所得試樣分別沿橫向和縱向切開，研磨拋光，並進行腐蝕；然後將試樣作儀器檢測，發現在試樣表面偏聚形成初生BiMn相,呈環狀,其自身生長為棒狀，為定向規則排列，在試樣中心基本無初生BiMn相；從而實現相分離。一種B1-Mn合金中原生態微晶定向聚合相分離方法所用的裝置，它為傳統通用的裝置，包括有:加熱爐固定裝置(I)、水循環套筒(2)、加熱爐(3)、電磁場設備(4)、B1-Mn合金(5)、控溫系統(6)、熱電偶(7);將B1-6%Mn合金試樣放入加熱爐內固定好，置於具有水循環套筒保護的IOT穩恆磁場環境中，利用控溫系統將加熱爐升溫到345°C，保溫30min後，以
0.rc /min的速度冷卻到完全凝固。本方法的原理在於在電磁場的作用下使晶體易磁化軸轉向磁場方向後，晶體受到電磁力的牽引作用，發生取向、遷移甚至聚合現象，從而實現了相的分離，在試樣表面偏聚形成一層特殊的原生表面層，其分離機制如下:
具有磁性的晶體在電磁場中被磁化後成為一個磁偶極子，作用於該磁性晶體的磁力
為:
權利要求
1.一種B1-Mn合金中原生態微晶定向聚合相分離的方法，其特徵在於具有以下過程:選取純度為99.0%的金屬Bi和純度為99.5%的金屬Mn，在真空感應加熱爐內熔煉出質量分數6%Mn的B1-Mn合金，並採用線切割的方式截取直徑10mm，長度30mm的小段，表面打磨乾淨後用酒精衝洗吹乾。將B1-6%Mn合金試樣放入加熱爐內，置於IOT磁場環境中加熱到345°C，恆溫30min後，以0.1°C /min的速度冷卻到完全凝固。將所得試樣分別沿橫向和縱向切開，研磨拋光，並進行腐蝕；然後將試樣作儀器檢測，發現在試樣表面偏聚形成初生BiMn相,呈環狀,其自身生長為棒狀,為定向規則排列；在試樣中心基本無初生BiMn相；從而實現相分離。
2.—種B1-Mn合金中原生態微晶定向聚合相分離方法所用的裝置，它為傳統通用的裝置，包括有:加熱爐固定裝置(I)、水循環套筒(2)、加熱爐(3)、電磁場設備(4)、B1-Mn合金(5)、控溫系統(6)、熱電偶(7);將B1-6%Mn合金試樣放入加熱爐內固定好,置於具有水循環套筒保護的IOT穩恆磁場環境中，利用控溫系統將加熱爐升溫到345°C，保溫30min後，以`0.rc /min的速度冷卻到完全凝`固。
全文摘要
本發明涉及一種Bi-Mn合金中原生態微晶定向聚合相分離的方法。屬於合金組織控制研究技術領域。其所使用的裝置為傳統通用裝置，包括電磁場設備、水循環保護系統、加熱爐、控溫系統。本發明方法的目的是在電磁場下生成合金原生相的特殊表面層以實現相分離。其特徵在於在電磁場的作用下利用晶體的磁晶各向異性使合金凝固時偏聚形成特殊表面層，即電磁場的作用下使晶體易磁化軸轉向磁場方向後，晶體受到電磁力的牽引作用，發生取向、遷移甚至聚合現象，在試樣表面偏聚形成一層特殊的合金原生相表面層，從而實現相的分離。
文檔編號C30B30/04GK103233272SQ20131016538
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月8日 優先權日2013年5月8日
發明者李喜, 盧振遠, 馬冬菊, 禹清晨, 王晨璐, 杜大帆, 侯龍 申請人:上海大學